JPH09277390A - Ｆｒｐ成型体の製造方法およびｆｒｐ製パイプの製造方法 - Google Patents
Ｆｒｐ成型体の製造方法およびｆｒｐ製パイプの製造方法Info
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- JPH09277390A JPH09277390A JP8122294A JP12229496A JPH09277390A JP H09277390 A JPH09277390 A JP H09277390A JP 8122294 A JP8122294 A JP 8122294A JP 12229496 A JP12229496 A JP 12229496A JP H09277390 A JPH09277390 A JP H09277390A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱可塑性樹脂をマトリクスとするＦＲＰ成型
体において、機械的性質や生産効率の向上を図る。 【解決手段】 熱可塑性樹脂繊維１０および強化繊維１
１を含む織布および／または不織布１を用いたＦＲＰ製
パイプの製造方法に関する。前記織布および／または不
織布１をマンドレル２の外周に巻き付けて積層体３を
得、該積層体３を袋５で覆い、該袋５内のエアーＡを吸
引して除去した後に、前記積層体３を加熱して成型を行
う。
体において、機械的性質や生産効率の向上を図る。 【解決手段】 熱可塑性樹脂繊維１０および強化繊維１
１を含む織布および／または不織布１を用いたＦＲＰ製
パイプの製造方法に関する。前記織布および／または不
織布１をマンドレル２の外周に巻き付けて積層体３を
得、該積層体３を袋５で覆い、該袋５内のエアーＡを吸
引して除去した後に、前記積層体３を加熱して成型を行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂を用
いたＦＲＰ成型体およびＦＲＰ製パイプの製造方法に関
するものである。
いたＦＲＰ成型体およびＦＲＰ製パイプの製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＦＲＰ成型体は、繊維材料に熱
硬化性樹脂を含浸させて布帛状としたプリプレグの積層
体を加熱すると共に加圧して得る。しかし、熱硬化性樹
脂はリサイクルが困難であることから、熱可塑性樹脂を
用いたＦＲＰ成型体が注目されている。
硬化性樹脂を含浸させて布帛状としたプリプレグの積層
体を加熱すると共に加圧して得る。しかし、熱硬化性樹
脂はリサイクルが困難であることから、熱可塑性樹脂を
用いたＦＲＰ成型体が注目されている。
【０００３】熱可塑性樹脂を用いた従来の成型方法は、
インジェクション成型を行うに際し、予め樹脂に短繊維
を混合することによりなされている。しかし、繊維を樹
脂に混合する方法では、混入し得る繊維の長さが短いの
で、成型体の機械的性質が今一つ向上しないから、適用
される成型体としては、大きな外力が作用しないような
部材に限られていた。
インジェクション成型を行うに際し、予め樹脂に短繊維
を混合することによりなされている。しかし、繊維を樹
脂に混合する方法では、混入し得る繊維の長さが短いの
で、成型体の機械的性質が今一つ向上しないから、適用
される成型体としては、大きな外力が作用しないような
部材に限られていた。
【０００４】そこで、熱可塑性樹脂繊維を用いたＦＲＰ
成型体が注目されている。該ＦＲＰ成型体は、図３に示
すように、熱可塑性樹脂繊維１０と強化繊維１１によ
り、たとえば織布１を予め製造し、該織布１を、たとえ
ば図４のマンドレル２の外周に多数層巻き付けて積層し
て積層体３を得、該積層体３を加圧および加熱すること
により得られる。この従来の成型体は、熱可塑性樹脂を
採用しているので、加熱して再溶融することにより、リ
サイクルが可能になる。また、図３の熱可塑性樹脂繊維
１０および強化繊維１１により織布１を構成するので、
強化繊維１１の長さを著しく長くすることができるか
ら、機械的性質に優れた成型体を得ることができる。
成型体が注目されている。該ＦＲＰ成型体は、図３に示
すように、熱可塑性樹脂繊維１０と強化繊維１１によ
り、たとえば織布１を予め製造し、該織布１を、たとえ
ば図４のマンドレル２の外周に多数層巻き付けて積層し
て積層体３を得、該積層体３を加圧および加熱すること
により得られる。この従来の成型体は、熱可塑性樹脂を
採用しているので、加熱して再溶融することにより、リ
サイクルが可能になる。また、図３の熱可塑性樹脂繊維
１０および強化繊維１１により織布１を構成するので、
強化繊維１１の長さを著しく長くすることができるか
ら、機械的性質に優れた成型体を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、織布１を用い
た製造方法では、織布１自体に多量の隙間が存在する。
また、熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂と異なり、常温では
硬化した状態であるため、図４のように積層した際に、
各層間４に多量の隙間が生じるのは避けられない。この
ようなことから、成型前の積層体３は、著しく嵩高なも
のとなり、そのため、金型内にセットすることが著しく
困難となる。
た製造方法では、織布１自体に多量の隙間が存在する。
また、熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂と異なり、常温では
硬化した状態であるため、図４のように積層した際に、
各層間４に多量の隙間が生じるのは避けられない。この
ようなことから、成型前の積層体３は、著しく嵩高なも
のとなり、そのため、金型内にセットすることが著しく
困難となる。
【０００６】また、成型の前後において、積層体３と成
型体との嵩（外径）が著しく異なるので、加圧成型する
際に熱可塑性樹脂繊維１０が溶融するのに伴って強化繊
維１１の配向がばらけ、所期の機械的性質が得られな
い。また、織布１や層間４に存在するエアーが、成型後
に残存し、そのため、成型体内部にボイド（気泡）が生
じる原因となり、これが成型体の強度や信頼性を低下さ
せる要因となる。
型体との嵩（外径）が著しく異なるので、加圧成型する
際に熱可塑性樹脂繊維１０が溶融するのに伴って強化繊
維１１の配向がばらけ、所期の機械的性質が得られな
い。また、織布１や層間４に存在するエアーが、成型後
に残存し、そのため、成型体内部にボイド（気泡）が生
じる原因となり、これが成型体の強度や信頼性を低下さ
せる要因となる。
【０００７】また、積層体３の内部にエアーが存在して
いるので、エアーが断熱材として作用するから、成型温
度を高くする必要があり、また、エアーを除去するため
には、成型圧力を大きく設定する必要が生じ、生産効率
が低下する。
いるので、エアーが断熱材として作用するから、成型温
度を高くする必要があり、また、エアーを除去するため
には、成型圧力を大きく設定する必要が生じ、生産効率
が低下する。
【０００８】したがって、本発明の目的は、かかる問題
を解決し得るＦＲＰ成型体の製造方法およびＦＲＰ製パ
イプの製造方法を提供することである。
を解決し得るＦＲＰ成型体の製造方法およびＦＲＰ製パ
イプの製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のＦＲＰ成型体の
製造方法は、熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む織
布および／または不織布を用い、前記織布および／また
は不織布を多数層積み重ねた積層体を袋で覆い、該袋内
のエアーを吸引して除去した後に、前記積層体を加熱し
て成型を行う。
製造方法は、熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む織
布および／または不織布を用い、前記織布および／また
は不織布を多数層積み重ねた積層体を袋で覆い、該袋内
のエアーを吸引して除去した後に、前記積層体を加熱し
て成型を行う。
【００１０】また、本発明のＦＲＰ製パイプの製造方法
は、熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む織布および
／または不織布を用い、前記織布および／または不織布
をマンドレルの外周に巻き付けて積層体を得、該積層体
を袋で覆い、該袋内のエアーを吸引して除去した後に、
前記積層体を加熱して成型を行う。
は、熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む織布および
／または不織布を用い、前記織布および／または不織布
をマンドレルの外周に巻き付けて積層体を得、該積層体
を袋で覆い、該袋内のエアーを吸引して除去した後に、
前記積層体を加熱して成型を行う。
【００１１】これらの発明によれば、積層体を袋で覆
い、該袋内のエアーを吸引して除去するので、積層体の
布の内部や層間のエアーが除去されるから、成型前の積
層体がコンパクトになる。
い、該袋内のエアーを吸引して除去するので、積層体の
布の内部や層間のエアーが除去されるから、成型前の積
層体がコンパクトになる。
【００１２】本発明において、強化繊維とは、炭素繊維
やガラス繊維の他に、通常のＦＲＰの製造に用いられる
１種または２種以上の組合せからなる強化繊維を用いる
ことができる。織布とは、織り、編み、組みなど種々の
織り構造を有するものを含む。また、袋とは、内部のエ
アーを吸引して、層間のエアーや布帛内のエアーを除去
する際に、気密性を保持できるものであればよく、筒状
などの形状にしたものを用いることができる。また、マ
ンドレルとは、芯材のことであって、たとえば、離型剤
を塗った金属や種々の樹脂を用いることができ、中実棒
または中空パイプ状のものを用いることができる。ま
た、本発明の「成型体」とは、「ＦＲＰ製パイプ」を含
む概念である。
やガラス繊維の他に、通常のＦＲＰの製造に用いられる
１種または２種以上の組合せからなる強化繊維を用いる
ことができる。織布とは、織り、編み、組みなど種々の
織り構造を有するものを含む。また、袋とは、内部のエ
アーを吸引して、層間のエアーや布帛内のエアーを除去
する際に、気密性を保持できるものであればよく、筒状
などの形状にしたものを用いることができる。また、マ
ンドレルとは、芯材のことであって、たとえば、離型剤
を塗った金属や種々の樹脂を用いることができ、中実棒
または中空パイプ状のものを用いることができる。ま
た、本発明の「成型体」とは、「ＦＲＰ製パイプ」を含
む概念である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１は第１実施形態を示す。図１
において、本ＦＲＰ製パイプの製造方法は、（ａ）の積
層工程、（ｂ）の包袋工程、（ｃ）および（ｄ）のエア
ー除去工程、（ｅ）の成型工程、（ｆ）の取出工程およ
び（ｅ）のマンドレル抜取工程などからなる。
したがって説明する。図１は第１実施形態を示す。図１
において、本ＦＲＰ製パイプの製造方法は、（ａ）の積
層工程、（ｂ）の包袋工程、（ｃ）および（ｄ）のエア
ー除去工程、（ｅ）の成型工程、（ｆ）の取出工程およ
び（ｅ）のマンドレル抜取工程などからなる。
【００１４】（ａ）の積層工程では、図３の熱可塑性樹
脂繊維１０および強化繊維１１からなる織布１を、図４
のようにマンドレル２の外周に多数層巻き付けて、図１
（ａ）の積層体３を得る。なお、巻き付ける布帛として
は、織布１や不織布の他に、織布１と不織布の双方を混
在させてもよい。
脂繊維１０および強化繊維１１からなる織布１を、図４
のようにマンドレル２の外周に多数層巻き付けて、図１
（ａ）の積層体３を得る。なお、巻き付ける布帛として
は、織布１や不織布の他に、織布１と不織布の双方を混
在させてもよい。
【００１５】つぎに、（ｂ）の包袋工程では、積層体３
を樹脂フィルムからなる袋５で覆う。なお、袋５は、織
布１の熱可塑性樹脂繊維１０と同一ないしは成型により
熱可塑性樹脂繊維１０と一体となり得る熱可塑性樹脂で
形成するのが好ましいが、成型後に、図１（ｇ）のＦＲ
Ｐ製パイプ（成型体）６から離型し易い合成樹脂で形成
してもよい。
を樹脂フィルムからなる袋５で覆う。なお、袋５は、織
布１の熱可塑性樹脂繊維１０と同一ないしは成型により
熱可塑性樹脂繊維１０と一体となり得る熱可塑性樹脂で
形成するのが好ましいが、成型後に、図１（ｇ）のＦＲ
Ｐ製パイプ（成型体）６から離型し易い合成樹脂で形成
してもよい。
【００１６】（ｃ）および（ｄ）のエアー除去工程で
は、真空ポンプで袋５内のエアーＡを吸引して、積層体
３内のエアーを除去する。これにより、図３の織布１内
のエアーＡや図４の層間４のエアーＡが除去されて図１
（ｃ）の嵩高な積層体３が（ｄ）のようにコンパクトに
なる。この際、積層体３が径小となるのに伴って、強化
繊維１１の配向が変化するが、熱可塑性樹脂繊維１０が
溶融していないので、強化繊維１１がばらけないから、
強化繊維１１の配向の乱れが生じにくい。したがって、
所期の機械的性質を得やすい。
は、真空ポンプで袋５内のエアーＡを吸引して、積層体
３内のエアーを除去する。これにより、図３の織布１内
のエアーＡや図４の層間４のエアーＡが除去されて図１
（ｃ）の嵩高な積層体３が（ｄ）のようにコンパクトに
なる。この際、積層体３が径小となるのに伴って、強化
繊維１１の配向が変化するが、熱可塑性樹脂繊維１０が
溶融していないので、強化繊維１１がばらけないから、
強化繊維１１の配向の乱れが生じにくい。したがって、
所期の機械的性質を得やすい。
【００１７】また、織布１や層間４のエアーＡが除去さ
れるので、（ｇ）の成型体内部にボイトが生じにくいの
で、強度および信頼性が向上する。
れるので、（ｇ）の成型体内部にボイトが生じにくいの
で、強度および信頼性が向上する。
【００１８】（ｅ）の成型工程では、前記エアーＡを除
去した積層体３を加熱炉７に投入して、積層体３を加熱
した後、冷却する。この加熱により、熱可塑性樹脂繊維
１０のみが溶融して、強化繊維１１および熱可塑性樹脂
繊維１０が一体となる。冷却後、（ｆ）の取出工程のよ
うに成型体６を取り出した後、（ｅ）の抜取工程のよう
に、マンドレル２を抜き取る。
去した積層体３を加熱炉７に投入して、積層体３を加熱
した後、冷却する。この加熱により、熱可塑性樹脂繊維
１０のみが溶融して、強化繊維１１および熱可塑性樹脂
繊維１０が一体となる。冷却後、（ｆ）の取出工程のよ
うに成型体６を取り出した後、（ｅ）の抜取工程のよう
に、マンドレル２を抜き取る。
【００１９】ところで、前記実施形態では、（ｅ）の成
型工程において加圧していないが、十分にエアーＡを除
去しておれば、加圧しなくても、良好な成型体を得るこ
とができる。しかし、本発明では、（ｅ）の成型工程に
おいて、（ｄ）の積層体３を金型内に充填して加圧下で
加熱してもよい。あるいは、（ｄ）の積層体３の外周囲
に熱収縮性の樹脂テープを該樹脂テープの幅方向の端部
を互いに重ねながら螺旋状に巻き付けて、前記樹脂テー
プの収縮力により、積層体３の全周に加圧力を付加して
もよい。なお、かかる樹脂テープとしては、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニリデン等の熱収縮性の樹脂を用いる
ことができる。
型工程において加圧していないが、十分にエアーＡを除
去しておれば、加圧しなくても、良好な成型体を得るこ
とができる。しかし、本発明では、（ｅ）の成型工程に
おいて、（ｄ）の積層体３を金型内に充填して加圧下で
加熱してもよい。あるいは、（ｄ）の積層体３の外周囲
に熱収縮性の樹脂テープを該樹脂テープの幅方向の端部
を互いに重ねながら螺旋状に巻き付けて、前記樹脂テー
プの収縮力により、積層体３の全周に加圧力を付加して
もよい。なお、かかる樹脂テープとしては、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニリデン等の熱収縮性の樹脂を用いる
ことができる。
【００２０】また、本発明は、パイプ以外のヘルメット
等のＦＲＰ成型体に適用できる。その場合は、図２のよ
うに、織布１を多数層積み重ねる（ａ）の積層工程、
（ｂ）の包袋工程、（ｃ）ないし（ｄ）のエアー除去工
程、（ｅ）の成型工程および（ｆ）の取出工程を経て、
成型体６Ａが得られる。
等のＦＲＰ成型体に適用できる。その場合は、図２のよ
うに、織布１を多数層積み重ねる（ａ）の積層工程、
（ｂ）の包袋工程、（ｃ）ないし（ｄ）のエアー除去工
程、（ｅ）の成型工程および（ｆ）の取出工程を経て、
成型体６Ａが得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む織布および／ま
たは不織布を用いてＦＲＰ成型体を製造するので、強化
繊維の長さを著しく長くすることができるから、機械的
性質に優れ、かつ、リサイクル可能なＦＲＰ成型体を得
ることができる。
熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む織布および／ま
たは不織布を用いてＦＲＰ成型体を製造するので、強化
繊維の長さを著しく長くすることができるから、機械的
性質に優れ、かつ、リサイクル可能なＦＲＰ成型体を得
ることができる。
【００２２】特に、積層体を袋で覆い、該袋内のエアー
を吸引して除去するので、織布等からなる積層体内部の
層間のエアーや、織布等自体の隙間のエアーが除去され
て、成型前の積層体がコンパクトになるから、成型が可
能となる。
を吸引して除去するので、織布等からなる積層体内部の
層間のエアーや、織布等自体の隙間のエアーが除去され
て、成型前の積層体がコンパクトになるから、成型が可
能となる。
【００２３】また、成型前にエアーを抜いて積層体をコ
ンパクトにするから、熱可塑性樹脂繊維が溶融していな
いので、強化繊維の配向に乱れが生じにくい。したがっ
て、所期の機械的性質を得易い。また、積層体内のエア
ーが除去されるので、ＦＲＰ成型体内部にボイドが生じ
にくい。したがって、成型体の強度および信頼性が向上
する。
ンパクトにするから、熱可塑性樹脂繊維が溶融していな
いので、強化繊維の配向に乱れが生じにくい。したがっ
て、所期の機械的性質を得易い。また、積層体内のエア
ーが除去されるので、ＦＲＰ成型体内部にボイドが生じ
にくい。したがって、成型体の強度および信頼性が向上
する。
【００２４】更に、積層体内部にエアーが存在していな
いので、成型温度を不必要に高く設定する必要がない。
また、成型時にエアーを逃がす必要がないから、必ずし
も加圧する必要はないし、また、金型や熱収縮樹脂テー
プにより、加圧する場合にも、小さな加圧力でボイドの
残分していない成型体を得ることができる。したがっ
て、生産効率も向上する。
いので、成型温度を不必要に高く設定する必要がない。
また、成型時にエアーを逃がす必要がないから、必ずし
も加圧する必要はないし、また、金型や熱収縮樹脂テー
プにより、加圧する場合にも、小さな加圧力でボイドの
残分していない成型体を得ることができる。したがっ
て、生産効率も向上する。
【００２５】なお、袋を熱可塑性樹脂繊維と同一の樹脂
で構成すれば、袋を成型後に除去する必要もない。
で構成すれば、袋を成型後に除去する必要もない。
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＦＲＰ製パイプ
の製造方法を示す工程図である。
の製造方法を示す工程図である。
【図２】同第２実施形態にかかるＦＲＰ成型体の製造方
法を示す工程図である。
法を示す工程図である。
【図３】本発明にかかる織布を示す平面図である。
【図４】織布をマンドレルに巻いていく状態を示す断面
図である。
図である。
１：織布 １０：熱可塑性樹脂繊維 １１：強化繊維 ２：マンドレル ３：積層体 ５：袋 ６：成型体 Ａ：エアー
Claims (4)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む
織布および／または不織布を用いたＦＲＰ成型体の製造
方法であって、 前記織布および／または不織布を多数層積み重ねた積層
体を袋で覆い、該袋内のエアーを吸引して除去した後
に、前記積層体を加熱して成型を行うＦＲＰ成型体の製
造方法。 - 【請求項２】 熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む
織布および／または不織布を用いたＦＲＰ製パイプの製
造方法であって、 マンドレルの外周に巻き付けた前記織布および／または
不織布からなる積層体を袋で覆い、該袋内のエアーを吸
引して除去した後に、前記積層体を加熱して成型を行う
ＦＲＰ製パイプの製造方法。 - 【請求項３】 熱可塑性樹脂繊維および強化繊維を含む
織布および／または不織布を用いたＦＲＰ製パイプの製
造方法であって、 前記織布および／または不織布をマンドレルの外周に巻
き付けて積層体を得る積層工程と、 前記積層体を袋で覆う包袋工程と、 前記袋内のエアーを吸引して前記積層体内のエアーを除
去するエアー除去工程と、 前記エアーを除去した積層体を加熱して成型する成型工
程と、 該成型後にマンドレルを抜き取るマンドレル抜取工程と
を備えたＦＲＰ成型体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１，２，３もしくは４において、 前記袋が前記熱可塑性樹脂繊維と同一の熱可塑性樹脂か
らなるＦＲＰ成型体もしくはＦＲＰ製パイプの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12229496A JP3585642B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Ｆｒｐ成型体の製造方法およびｆｒｐ製パイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12229496A JP3585642B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Ｆｒｐ成型体の製造方法およびｆｒｐ製パイプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277390A true JPH09277390A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3585642B2 JP3585642B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=14832404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12229496A Expired - Lifetime JP3585642B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Ｆｒｐ成型体の製造方法およびｆｒｐ製パイプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3585642B2 (ja) |
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| KR100649629B1 (ko) | 2005-07-30 | 2006-11-27 | 이주용 | 내부에 격벽이 존재하는 섬유강화플라스틱 제품의 제조방법및 그 제조에 사용되는 금형장치 |
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1996
- 1996-04-19 JP JP12229496A patent/JP3585642B2/ja not_active Expired - Lifetime
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